Granice ziaren, składające się zaledwie z kilku warstw atomowych, regulują większość kluczowych właściwości materiału:
Właściwości mechaniczne: Granice ziaren działają jak naturalne bariery dla poślizgu dyslokacji. Drobniejsze ziarna z większymi granicami ziaren zapewniają wyższą wytrzymałość materiału, którą opisuje klasyczny mechanizm wzmacniający udoskonalający ziarno Hall-Petch.
Dyfuzja i transport masy: Przy większych przerwach atomowych na granicach ziaren szybkość dyfuzji jest kilkakrotnie większa niż w obrębie ziaren. Procesy transportu masy, takie jak zagęszczanie spiekania, nawęglanie w wysokiej temperaturze i odkształcenie pełzające, zachodzą głównie wzdłuż granic ziaren.
Korozja i stabilność: Wysokoenergetyczne granice ziaren charakteryzują się dużą aktywnością chemiczną, co czyni je miejscami podatnymi na korozję i pękanie. Służą również jako główne strefy segregacji pierwiastków. Wzbogacanie szkodliwych pierwiastków powoduje kruchość na granicach ziaren, natomiast segregacja korzystnych pierwiastków może unieruchomić granice ziaren i poprawić stabilność materiału.
Przewodnictwo elektryczne: Elektrony są rozproszone na nieuporządkowanych granicach ziaren; więcej granic ziaren prowadzi do wyższego oporu elektrycznego. W przypadku elektrolitów ceramicznych w akumulatorach półprzewodnikowych obszar ładunku przestrzennego na granicy ziaren stanowi krytyczne wąskie gardło dla poprawy przewodności jonowej.